6시그마 - 공정능력이란? (군내변동, 군간변동)

공정능력이란?

공정능력(Process of Capability)은 생산공정의 미래 수행능력을 평가하는 지표다. 이 수행능력은 요구조건에 대비하여 얼마나 균일한 제품을 생산할 수 있는지에 따라 결정된다. 그리고 이 공정능력을 수치화한 것이 공정능력지수다. 공정능력 지수는 규격한계(Specification Limits)에 대비하여 공정이 수행하는 능력이 얼마인지를 수치적으로 나타낸 것이다. 대표적인 공정능력 지수는 Cp, Cpk, Pp, Ppk가 있다. (6 시그마에서 사용하는 지수는 DPU, DPMO, Zst, Zlt, Zbench 가 있다.

 

공정능력을 파악하는 이유

공정 문제 해결의 첫 단계는 현수준 파악이다. 현 수준 파악을 위해서는 현재의 공정능력을 정확한 수치로 표현하는 것이다. 즉, 공정능력은 프로젝트를 진행할 때 요소를 정량화할 수 있다. 정량화된 데이터는 개선효과를 비교할 수 있는 기준이 된다. 또한 이는 우리회사 외에도 다른 회사와도 비교할 수 있는 지표이다. 비교 후에는 기술 혹은 관리 중 어떤 문제가 있는지 판단이 가능하다.

 

공정능력의 종류

공정능력의 종류는 두 가지로 구분할 수 있다. 그것은 단기 공정능력과 장기 공정능력이다. 우리는 서론에서 공정능력 지수로 Cp, Pp 등을 알아 보았다. Cp는 단기 공정능력이다. Pp는 장기 공정능력을 의미한다. 단기 공정능력은 군간 변동이 없다는 가정을 한다. 단기 공정능력은 각 Sub Group의 전체 평균을 기준으로 이동시켰을 때 전체 변동에 해당되는 개념이다. 장기 공정능력은 시간의 흐름에 따라 공정 중심치의 이동에 의해 계산된다. 단기 공정능력은 장기 공정능력보다 변화 요인이 적으므로 좀더 안정적인 통계를 나타낸다. 일반적으로 단기 공정능력은 장기 공정능력보다 1.5배 정도 우수하다.

 

공정능력 평가방법

공정능력 평가방법은 단기와 장기 공정능력에 따라 구분된다. 먼저 단기 공정능력은 각 시료군의 군내 변동만을 고려한다. 즉, 외부적인 영향성을 고려하지 않는 짧은 기간에의 공정능력이다. 장기 공정능력은 2개 이상의 시료군을 포함하는 전체 변동으로 계산한다.  이것은 공정에 외부적인 영향이 충분히 있는 긴 기간동안의 공정능력이다. 이 때 관리수준은 단기와 장기 공정능력의 차이다.

 

군내 변동과 군간변동

군내 변동은 일상적인 요인에 의한 변동이다. 이는 우연한 원인에 의한것이 대부분이다. 단점은 개선이 어렵다. 군내 변동은 일반적으로 공정의 산포에 영향을 미친다. 반면에 군간 변동은 공정상에 외부 요인에 의한 변동이다. 이는 이상 원인에 의한 변동이다. 현존하는 공정관리적 변동으로 개선이 비교적 쉽다. 왜냐하면 원인이 명확하게 나오기 때문이다. 군간변동은 공정의 평균치에 영향을 미친다.

 

Rational Subgroup

이것은 단기와 장기 공정능력을 분리하기 위한 방법이다. 공정 변동은 원인 파악이 중요하다. 원인이 평균치 문제인지, 산포 문제인지를 파악해야 한다. 이 단계를 잘 규명하는 것이 문제 해결의 첫 단계이다. Rational Subgroup 도출은 데이터 수집에 있어서 가능한 많은 인자를 도출하기 위한 것이 목적이다. 이후에는 분석 단계에서 이러한 인자를 각각 분석하게 된다.